Для чего нужна дроссельная заслонка на дизеле: Зачем нужна дроссельная заслонка на дизеле?: service_193 — LiveJournal

Зачем нужна дроссельная заслонка на дизеле?: service_193 — LiveJournal

Система впуска на дизельном двигателе в целом очень похожа на аналогичную в бензиновом двигателе с непосредственным впрыском топлива. Форсунка брызгает прямо в цилиндр, а воздух подается по «сухим» каналам, которых не касается топливо. Есть, однако, принципиальное отличие.

На бензиновом двигателе водитель через педаль газа управляет положением дроссельной заслонки. От положения дроссельной заслонки зависит количество воздуха, попадающее в цилиндры. Из количества воздуха блок управления рассчитывает количество топлива и впрыскивает его в цилиндр или во впускной коллектор на такте впуска. Потом на такте сжатия блок управления подает искру.

В дизелях ситуация иная. Для работы дизеля дроссель не нужен. Дизель засасывает столько воздуха, сколько может засосать через впуск. А вот количество топлива определяется исключительно нажатием педали газа. На механических системах педаль газа соединена с управляющей рейкой ТНВД и управляет длительностью фазы впрыска (фактически она управляет длительностью фазы повышенного давления — когда оно превышает давление открытия форсунки). На современных системах, конечно, механически педаль никак не связана с ТНВД. Показания датчика положения педали газа подаются на блок управления, а уж тот определяет необходимую длительность впрыска. Впрыск осуществляется близко к верхней мертвой точке на такте сжатия, и все впрыснутое топливо тут же сгорает. Впрочем, есть некоторый верхний предел. Если впрыснуть свыше него — топливо не сгорит, а выйдет через выхлопную трубу черным дымом. Чтобы не превышать это значение, блок управления также отслеживает показания расходомера, датчика температуры и датчика давления во впуске. 

Вся эта система совершенно не требует для своей работы дросселя. Его, тем не менее, на современные дизели ставят. С двумя целями.

Во-первых, в дизелях крайне активно используется рециркуляция выхлопных газов (EGR) — содержание отработавших газов во впуске может составлять и 65%, это совершенно штатная цифра.

Заслонка создает перепад давления во впуске, а перепад давления, в свою очередь, позволяет более четко дозировать отработавшие газы.

Во-вторых, в силу описанного принципа работы, дизель подвержен опасности ухода в разнос. Например, если форсунка начнет подтекать топливом в цилиндр — то двигатель начнет набирать обороты, игнорируя указания педали газа. Причем процесс перестанет быть контролируемым — обороты будут нарастать, пока не приключится фатального механического повреждения. Лично я такого не видел, но в описаниях обычно фигурируют поршни, пробившие блок цилиндров. Впрочем, в части самого явления и его последствий ютуб будет красноречивее любых моих слов.

Казалось бы, вопрос решается отсечкой по топливу. Не все, однако, так просто. При определенных условиях в качестве топлива начинает выступать моторное масло. Как минимум, это возможно, если поршневые кольца «сели» и допускают ощутимое попадание масла в камеру сгорания. Таким образом, единственным способом остановить разнос является перекрытие поступления воздуха в цилиндры. Именно это и может сделать дроссельная заслонка. Кстати, по практике многих автосервисов — в отличие от заслонки, это НЕ способна сделать никакая ветошь — ходят истории про засосанные во впуск целые телогрейки, из-за которых все равно приходилось скидывать ГБЦ и вычищать все эти тряпки из мотора.

Заслонка, впрочем, на дизеле значительно проще, чем на бензиновом моторе, потому что столь ювелирное управление ей не требуется. Не сильно погрешу против истины, если позволю себе вольную формулировку: достаточно обеспечивать положения «открыто», «закрыто» и «полуоткрыто». Через это и схема управления у дизельной заслонки гораздо проще.

На этом все, а остальные осколки знаний из моей головы перекочуют в блог в следующих выпусках.

Дизельный дроссель — Авто-Механик

BKD — двухлитровый дизельный двигатель с насос-форсунками. Старый добрый дизель не капризный к топливу, но со своими болячками. К нам такие приезжают редко, но у одного нашего механика была Octavia именно с таким мотором, поэтому немного этот двигатель мне знаком.

Из дружественного сервиса присылают машинку — Octavia II 2008 с BKD. Ошибки, говорят, по дросселю, по вентиляторам и по датчику температуры. Датчик поменяли, дроссель помыли, дальше «наши полномочия как бы уже фсё…». Визуально горит только CheckEngine, но двигатель работает ровно и на динамику хозяин не жалуется. А вот диагностический сканер жалуется на блок управлением вентиляторами, датчик температуру на выходе из радиатора и дроссельную заслонку. Позвольте, какую заслонку??? Это ж дизель, чего тут дросселировать? Дизелю не нужно разряжение на впуске. Хотя есть товарищи экологи, которые считают иначе. Дизелю нужно разряжение на впуске! Чтоб лучше мог засасывать отработанные газы. Есть такая система EGR — рециркуляция отработанных газов. На дизеле эта система особенно актуальна. нужна, чтоб уменьшать количество окислов азота NOx — очень вредная штука, которую вырабатывает при работе дизель. Про систему EGR подробнее расскажу в другой раз. Сейчас важно понять, что дроссель на дизеле нужен для экологии. И правильно его называть — воздушная заслонка. Дроссель — это аналогия с бензиновым мотором.

Неудивительно, что на работу мотора неисправность воздушной заслонки не влияет — она прикрывается только в определённых режимах, большую часть времени полностью открыта. Но ошибка есть, будем разбираться. Для начала проверяю электросхемы. Питание воздушной заслонки и блока управления вентиляторами идёт с одного предохранителя. Проверяю предохранитель — сгорел. Просто так 10А предохранитель не сгорает — скорее всего где-то коротыш — замыкание на массу. Варианта три — либо один из питаемых блоков, либо проводка, что чаще.  Отсоединяю разъёмы с заслонки и с блока вентиляторов, Проверяю ток на сгоревшем предохранителе. Здесь важно как правильно измерить ток.

 Самый простой и дурацкий метод — воткнуть вместо сгоревшего предохранителя новый. Сгорел — значит коротыш остался. Но если не сгорел — это ещё ни о чём не говорит. Я таким методом не пользуюсь. Второй вариант — воткнуть иглы мультиметра вместо сгоревшего предохранителя и переключить его в режим измерения тока. Так я тоже не делаю. Потому что в случае коротыша можно спалить прибор. Либо проводку, если вовремя не отключить питание. Некоторые диагносты проверяют коротыш вставив вместо предохранителя небольшую лампочку. Горит — значит одна нога на плюсе, что нормально, а вторая на массе, что есть коротыш, Неплохой метод, но я не пользуюсь, потому что лампочка греется и её не везде видно. Например, предохранители под капотом, а замыкание в салоне — пока копаешься в салоне, лампу под капотом не увидишь. Для правильной проверки тока ещё во времена УСервиса  спаял небольшой переходничок — к лапкам сгоревшего предохранителя припаял петлю с колодкой под предохранитель. Раньше у меня был шикарный перекатной осциллограф с токовыми клещами и длинным-длинннным проводом. Удобно было воткнуть клещи в петлю переходника, а сам переходник с новым предохранителем вместо сгоревшего. И сразу на экране видно проходящий ток в цепи. Если при подаче питания уходит в небеса — сгорает новый предохранитель, ищу хорошее замыкание на массу. Если замыкание плавающее — удобно шевелить проводку, глядя на экран осциллографа, где провода перемыкаются — будет всплеск тока. Но Здесь осцила нет, поэтому использую обычные токовые клещи.

 Итак, при отключенных потребителях тока в цепи нет — значит проводка исправна, не шевеление  жгутов не реагирует. Подключаю блок управления вентиляторами — 0,3А  -видно, что блок исправен. А когда подключаю воздушную заслонку, ток мгновенно выходит за максимальный предел измерения токовых клещей и предохранитель сгорает. Вот оно и решение — внутренняя неисправность воздушной заслонки. Мне становится интересно, сколько же тока пожирает мотор заслонки в момент подачи питания. Это не похоже на коротыш, скорей всего мотор просто подклинил и ток слишком высок. Ставлю предохранитель на 20А и переключаю предел измерения на клещах. Вуаля — ток 0,7А. И заслонка работает. И проходит адаптацию. И теперь даже родной 10А предохранитель не сгорает. Чудеса! Сам видел, что есть неисправность, теперь сам вижу что её нет.

Возможно, мотор заслонки отогрелся в цеху, сдвинулся с мертвой точки и теперь работает как надо. Никаким способом мне более не удалось повторно вызвать неисправность. Только спустя неделю клиент вернулся с той же ошибкой — я уже без диагностики приговорил воздушную заслонку. А так как стоит эта экологическая штука 23 000р. клиент менять её не стал, просто снял с неё разъём и заменил предохранитель. Да, CheckEngine так и будет гореть на панели приборов.

Но это ещё не все неисправности на этом автомобиле. Продолжаем ремонт. Есть ещё постоянная ошибка по датчику температуры жидкости на выходе из радиатора. Вот здесь проблемка.

Сам датчик стоит не на выходе из радиатора, а на входе в блок цилиндров. Непростым делом было добраться до разъёма датчика, так что уважаю парней, которые смогли заменить этот неудобнорасположенный датчик. Хотя этого и не требовалось. Печально, что и снятие разъёма мне не особо помогло. При замыкании между собой проводов датчика, блок управления ошибку не меняет. У него не очень удобная программа — в случае неисправности датчика он ставит вместо его показаний замещающее значение 23 Градуса. И замыкай провода, и обрывай, ничего кроме этого значения не увидишь. Значит, нужно прозванивать проводку от блока до датчика. Дело не особо приятное, муторное и грязное. Блок управления находится под жабо. Дворники снимать жутко не хочется, поэтому пройдусь по больным местам этого жгута проводов, не особо разбирая моторный отсек. Несмотря, что дизель, больное место оказывается там же, что и на других машинах — рядом с аккумулятором, где жгут переходит на левый лонжерон.

Два проводочка перетёрлись. Чтож, ремонтирую. Теперь датчик показывает реальную температуру. А так как и воздушная заслонка работает нормально, то ошибок в памяти нет. Пока. Как покажет время, на неделю заслонки хватило.

 

Итого:

• входная диагностика — 1000р
• проверка проводки — 1000р
• ремонт двух проводов — 1000р
• неисправность по воздушной заслонке осталась. цена запчасти 23 000р, цена замены 1500р — не сделано.

Toyota Land Cruiser Prado 150 3,0 дизель пробег 180 000 км

Мы уже рассказывали подробно о чистке системы ЕГР в прошлых записях нашего блога. Более подробно можно прочитать по следующей ссылке Toyota Land Cruiser Prado 150 — чистка ЕГР. Сегодня на Тойота Ленд Крузер Прадо в 150 кузове мы проведем чистку дроссельной заслонки, впускного коллектора и клапана ЕГР.

Немного теории. Для каких целей установлена система ЕГР на дизельном двигателе?

Экологические нормы, принятые на законодательном уровне, заставляют автопроизводителей снижать количество выбросов в атмосферу. Для этих целей первоначально на дизельных двигателях появилась система Common Rail, вытеснив простые механические топливные насосы, появилась система рециркуляции выхлопных газов — задача которой снизить выбросы вредных веществ. Помимо механической части — клапана системы, дроссельной заслонки и впускного коллектора важную роль играет и электронная составляющая системы. Блок управления двигателем и различного рода электронные датчики, например «лямда зонды», которые контролируют температуру выхлопа и система, получая эти данные, управляет клапаном ЕГР, который отвечает за количество поступаемого воздуха. При появлении отложений в системе — снижается эффективность работы двигателя, в запущенных случаях может потребоваться дорогостоящий ремонт.

Клапан системы EGR автомобиля Тойота Ленд Крузер Прадо 150 пробег 180 000 км. Обслуживание системы не производилось.

Отложения в системе впускного коллектора заметно снижают пропускную способность воздушной смеси и приводят к повышению температуры работы двигателя под нагрузкой.

Причина образования отложений в системе

Мелкие частицы сажи, содержащиеся в выхлопных газах, смешиваясь с парами масла, образовывают отложения на впускном коллекторе, дроссельной заслонке и клапане системы. Большое количество отложений приводит к повышенному расходу топлива, увеличению теплонагруженности дизельного двигателя и снижает количество воздуха, поступаемого в двигатель.

Дроссельный узел после обслуживания

При небольшой скорости движения и на небольших оборотах двигателя это будет мало заметно, но при движении по трассе — увеличится расход топлива, снизится динамика, ухудшится сгорание топливной смеси. Все эти факторы напрямую влияют на ресурс двигателя. Поэтому систему ЕГР необходимо обслуживать через определенный пробег.

Клапан системы EGR после обслуживания (очистки) Toyota Land Cruiser Prado 150

При обслуживании системы ЕGR на Toyota Land Cruiser Prado 150 есть несколько правил, которые необходимо соблюдать.

Дроссельная заслонка и дроссельный узел. Клапан EGR

Дроссельный узел изготовлен на высокоточном оборудовании. Поверхность дроссельного узла отполирована — поэтому при очистке запрещено применять любые предметы способные привести к повреждению поверхности. То же самое касается и самого клапана системы EGR.

Регламент обслуживания системы EГР на Тойота Ленд Крузер

Строгого регламента обслуживания заводом изготовителем не предусмотрено. Поэтому крайне желательно при пробеге за 100 000 км провести комплекс работ по очистке системы от отложений. До новых встреч, уважаемые читатели.

Дроссель

Дроссель устанавливается на многие автомобили, хотя далеко не все. Некоторые, например, Mercedes Sprinter 2.2cdi, иногда не оборудованы дроссельной заслонкой с завода. На бензиновых двигателях, где мощность регулируется, по сути, количеством поступающего в двигатель воздуха, данная система просто необходима.

Особенно ее роль важна, если установлены большие турбонагнетатели, которые не могут продуцировать давление, скажем менее 2000 мбар, на высоких оборотах. В таком случае мощность можно точно регулировать не клапаном управления наддува, который уже просто бессилен понизить буст, а именно дросселем.

Так же, он помогает в случае превышения запрашиваемого давления наддува(«передув», overboost). В таком случае заслонка закрывается, чтобы лишний нагнетаемый воздух не попал в двигатель.

На дизельных моторах, вместе с вихревыми заслонками, данная система помогает быстрее заглушить мотор.

Тем не менее, стоимость данного узла достаточно высока и на «дизеле» зачастую проще и дешевле отключить дроссель, в чем мы можем помочь в случае необходимости.

Нужно ли адаптировать дроссель?

Адаптация дросселя «слетает» после:

1. Снятия клеммы с АКБ

2. Снятия блока управления двигателем

3. Замены педали газа

4. Чистки дроссельной заслонки или замены

И хотя обычно дроссельный узел адаптируется сам, но вы можете помочь ему в этом и на включенном зажигании нажать педаль газа в пол и отпустить. Если этого недостаточно, то для адаптации с помощью диагностического сканера необходимо выполнить ряд условий:

• Напряжение аккумулятора не менее 11.5 вольт
• Отсутствуют коды неисправностей в блоке управления двигателем. Если они были стерты, то необходимо выключить и снова включить зажигание
• Педаль газа не нажата
• Дроссельная заслонка не покрыта нагаром
• Температура охлаждающей жидкости 5-95С

Если у вас неисправен дроссель на автомобиле с дизельным двигателем, то позвоните нам или отправьте запрос. С ценами вы можете ознакомиться в нашем прайс-листе.

Возможно вам будут интересны следующие разделы, в которых кроме того описана работа систем:

чистка дроссельной заслонки — Тигуан 2.0 TDI

Не для кого не секрет, что качество нашего дизельного топлива – оставляет желать лучшего.. Поэтому на многих автомобилях с системой EGR, рано или поздно, загорается “чек”, тем самым, раздражая владельца буквально каждый день.  Одна из причин такой “сигнализации” – загрязненная отложениями дроссельная (регулирующая) заслонка. В этом случае – решение довольно простое – нужно её снять и хорошенько почистить! 🙂

Для этого нам понадобится свободный бокс, примерно час свободного времени, баллон очистителя карбюратора и гнущиеся в трех местах прямые руки диагноста Антона))  Ну и, конечно, его спец инструмент!)

Этим мы и займемся.
Итак, автомобиль в боксе – Volkswagen Tiguan с двигателем 2.0 tdi – чистка дроссельной заслонки, приступим. чистка дроссельной заслонки

Надо отметить, что само по себе понятие “чистка дроссельной заслонки” на дизеле – довольно условно. Правильное название этого узла на дизеле – регулирующая заслонка.  Но, раз уж мы заговорили о “псевдонимах”, встречайте еще одного героя нашей статьи – “свисток” 🙂

Вот он, во всей своей рабочей красе))     Такое название этому устройству дали пользователи интернет-форумов, за его визуальное сходство со свистком.  На самом деле эта деталь именуется патрубком и является частью впускного коллектора. Его функция заключается в направлении потока выхлопных газов системы ЕГР и улучшении смешивания с всасываемым воздухом из атмосферы. Эту доработку немецкие инженеры сделали в 2012 модельном году, из-за проблемы с пластиковым впускным коллектором – иногда он оплавлялся от высокой температуры, в том месте, куда постоянно приходил поток горячих отработанных газов, а именно – в стенку коллектора. С этой модернизацией проблема ушла. Ранее – эта деталь не устанавливалась. чистка дроссельной заслонки

Возвращаясь к самой процедуре..  Операция эта не сильно трудоемкая, но доступ к деталям не очень удобный. Поэтому, прекрасно понимаю владельцев, которые просят произвести ее в рамках сервиса, и, разумеется, мы им не отказываем 🙂

Для того, чтобы добраться к обозначенным деталям и демонтировать их для промывки – нужно:

• снять верхний пластиковый кожух двигателя

• снять фланец воздуховода

• отсоединить разъем дроссельной (регулирующей) заслонки

• снять воздушный патрубок

• отсоединить трубку рециркуляции отработанных газов

• извлечь патрубок под кодовым именем “свисток” 🙂

• после чего можно демонтировать дроссельную (регулирующую) заслонку

• чистка дроссельной заслонки происходит при помощи щетки / ветоши / очистителя, количество отложений после грубой очистки – можете видеть на фото

• далее производим финальную промывку и сборку в обратной последовательности

Хочу отметить, что не всегда ошибка возникает по причине отложений внутри регулирующей заслонки. Встречаются и другие проблемы, связанные с этим узлом.  Поэтому, перед тем, как принять решение о необходимости этой процедуры – рекомендуем провести простейшую диагностику и, как минимум, прочитать ошибки в блоке управления, установить причину и принять решение о дальнейших манипуляциях.  …Хотя почистить не помешает, в любом случае, так что, операции под названием “чистка дроссельной заслонки” – быть! 🙂

Ниже представлено чуть больше фото, предлагаем к просмотру:

чистка дроссельной заслонки

Если Вас заинтересовали наши материалы – обратите внимание на предыдущую статью – здесь.

Проблема с дроссельной заслонкой: признаки и как проявляется

Для начала, немного теории. Дроссельная заслонка (ДЗ) это механический регулятор, который работает на открыть-закрыть, как дамба со шлюзом, все достаточно просто, на первый взгляд. В автомобилях по этому каналу проходит воздух, который строго дозируется на пути во впускной коллектор. Количество этого воздуха очень зависимо для разных режимов движения автомобиля.

Если дроссель неисправен, то автомобиль кардинально меняет характер и, к сожалению, в худшую сторону. Основной источник проблемы – это датчик положения или потенциометр ДЗ. Со временем, у кого-то раньше, у кого-то позже, он изнашивается. В таком случае ЭБУ автомобиля, по сути мозги просто не понимают в каком положении находится заслонка и происходят ниже перечисленные неприятности. Датчик электронный, в нем, со временем стираются контакты, поэтому его поведение такое непредвиденное.

Признаки неисправности дроссельной заслонки и как проявляется проблема:

• Работа двигателя не стабильная, особенно в не прогретом состоянии, «на холодную»;
• Плавают обороты на разных режимах, особенно ощущается на холостых;
• Тяга при ускорении не постоянна и может пропадать в любой момент;
• Расход топлива увеличивается, правда в самых запущенных случаях  даже ездить полноценно при неисправности дроссельной заслонки невозможно;
• Горит «Чек» на панели приборов. Не все автомобили высвечивают «чек», но большинство машин все-таки проинформируют водителя лишний раз;
• Двигатель внезапно может заглохнуть. После повторного запуска может как заглохнут повторно, так и работать некоторое врем без проблем, но недолго. Мотор внезапно глохнет, а после повторного запуска может работать без проблем некоторое время, потом все повторяется.

Что еще может послужить причиной подобных симптомов?

Чаще всего, если датчик положения дросселя (потенциометр) изношен, то в памяти бортового устройства автомобиля будет зафиксирована ошибка. Поэтому электрик на СТО используя специальное ПО может прочитать ошибку и подтвердить диагноз. Мы настойчиво рекомендуем обращаться на станцию для выявления проблемы, так как в современных автомобилях подобные симптомы могут подкинуть еще ряд неисправных узлов и датчиков. А дроссельная заслонка — запчасть не дешевая, поэтому лучше уж точно убедиться, что проблема именно в ней.

Но кроме ДЗ, подобные симптомы могут проявлять неисправный датчик массового расхода воздуха (расходомер), который находится рядом с дроссельной заслонкой на воздуховоде. Кроме этого, частенько грешат забитые клапаны EGR и датчики коленвала, распредвала и холостого хода.

---

Читайте также:

Как работает турбина в автомобиле и что такое «турбояма»

Почему не качает бензонасос, не выдает давления, гудит и свистит

Что нельзя делать с автоматической коробкой

Глючит дроссельная заслонка на дизеле

дааа…… действительно

попробуй промыть и адаптировать

Servicing Diesel direct injection system

Adapting idling speed

Special tools, workshop equipment, testers, measuring instruments and auxiliary items required

◆ VAS 5051 Vehicle diagnosis, testing and information system

◆ Diagnosis cable VAS 5051/1 or VAS 5051/3

Note:

The idling speed can be adjusted within preset tolerances.

Work sequence

‒ Connect Vehicle Diagnosis, Testing and Information System VAS 5051 and select engine electronics control unit with the «Address word» 01. When doing this the engine must be running at idling speed.

(Connecting fault reader and selecting engine electronics control unit => page 23-36).

→ Indicated on display: Rapid data transfer HELP

Select function XXX

‒ Press keys 1 and 0 for function «Adaption» and confirm entry with Q key.

→ Indicated on display: Adaption

Feed in channel number XX

‒ Press keys 0 and 2 for «Channel number 2» and confirm entry with Q key.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32768 ⇒

800 rpm 0.0 % 0 01 00 88.4 5C

Ensure the specifications for the idling speed are kept whilst performing the adaption.

Specification: 700…840 rpm

There are two possibilities for changing the adaption values:

Progressive adaption

The adaption value for the idling speed can be increased or decreased in steps by pressing the buttons 1 and 3 on fault reader V.A.G 1551.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32768 ⇒

# 1 3 %

Display group

V.A.G 1551

V.A.G 1552

Higher

Press key 3

Press ↑key

Lower

Press key 1

Press ↓key

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32756 Q

790 rpm 0.0 % 0 01 00 88.4 5C

‒ Press the Qkey.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32756 Q

Store modified value?

‒ Press the Qkey.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32756 ⇒

Modified value is stored

‒ Press the ⇒key.

‒ Press keys 0 and 6 for the function «End output» and confirm entry with the Q key.

‒ Switch off ignition.

Direct adaption

The adaption value for the idling speed can be entered directly after pressing the ⇒key.

‒ Press the ⇒key.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32768 ⇒

Enter adaption value XXXXX

‒ Enter new adaption value and confirm entry with Q key.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32756 Q

790 rpm 0. 0 % 0 01 00 88.4 5C

‒ Confirm entry with Q key.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32756 Q

Store modified value?

‒ Press the Qkey.

→ Indicated on display: Channel 2 Adaption 32756 ⇒

Modified value is stored

‒ Press the ⇒key.

‒ Press keys 0 and 6 for the function «End output» and confirm entry with the Q key.

‒ Switch off ignition.

Объяснение инженерной мысли: бензин против дизельных двигателей

В чем разница между бензиновыми и дизельными двигателями? Вот все, что вам нужно знать

Бензиновые и дизельные двигатели работают по существу в одном и том же четырехтактном цикле: впуск, сжатие, мощность, выпуск.Однако они отличаются тем, как выполняется этот цикл и как они увеличивают выходную мощность. Давайте посмотрим на четыре основных различия между бензиновыми и дизельными двигателями:

1. Искра и сжатие
2. Дроссель против дроссельной заслонки
3. Соотношение воздух-топливо
4. Торможение двигателем

1.Искра против сжатия

Возможно, самая большая разница между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, как они воспламеняют воздух и топливо во время рабочего такта. Чтобы понять разницу, нам нужно понять температуру самовоспламенения (SIT), то есть температуру, при которой воздушно-топливная смесь воспламеняется без использования свечи зажигания (исключительно из-за тепла).

При сжатии воздуха повышается его давление и, следовательно, его температура. Дизельные двигатели имеют высокую степень сжатия, что значительно нагревает воздух, так что при впрыске топлива воздух находится выше SIT, и, таким образом, топливо сгорает при впрыске в цилиндр.

Все, что вам нужно знать о детонации за 3 минуты

Бензиновые двигатели, с другой стороны, должны поддерживать температуру в камере сгорания ниже SIT, поскольку свеча зажигания (а не топливные форсунки) определяет угол опережения зажигания.Это означает, что у бензиновых двигателей будет более низкая степень сжатия, чем у дизельных двигателей. Например, VW Golf TSI 2015 года (турбобензин) имеет степень сжатия 9,6: 1, а VW Golf TDI 2015 года (турбодизель) имеет степень сжатия 16,2: 1.

Управление бензиновым двигателем на предмет детонации может быть немного сложным, потому что даже если в начале зажигания температура смеси ниже SIT, зона, наиболее удаленная от искры, начнет повышать давление и нагреваться (поскольку фронт пламени приближается).Искра должна воспламенить всю топливную смесь, прежде чем любые карманы самовозгораются, чтобы обеспечить плавное сгорание.

2. Дроссель против дроссельной заслонки

Хотя это уже не относится ко всем современным дизелям, обычно большое различие между бензиновыми и дизельными двигателями заключается в том, что у дизельных двигателей отсутствует дроссельная заслонка. Когда вы нажимаете педаль акселератора в дизеле, вы просто приказываете топливным форсункам впрыснуть больше дизельного топлива. Чем больше впрыскивается топлива, тем больше мощности создается, а это означает больше выхлопа, больше воздуха из турбонагнетателя, а выходная мощность продолжает расти.

В некоторых дизельных двигателях реализованы регуляторы дроссельной заслонки, позволяющие регулировать давление во впускном коллекторе на более высоком уровне, что помогает увеличить рециркуляцию выхлопных газов. Добавление дроссельной заслонки также помогает выключить двигатель, так как вы можете уменьшить количество впускаемого воздуха для более плавного падения оборотов двигателя.

Бензиновые двигатели, с другой стороны, требуют корпуса дроссельной заслонки. Когда вы нажимаете на педаль газа (название которой не соответствует действительности), вы просто открываете дроссельную заслонку и позволяете большему количеству воздуха поступать в двигатель. Больше воздуха означает, что форсунки подают больше топлива, а больше топлива означает большую мощность.

3.Соотношение воздух-топливо

Понимание того, что дизели создают больше мощности за счет впрыска большего количества топлива, может вызывать недоумение без понимания того, что дизели имеют больший диапазон соотношений воздух-топливо, при котором может происходить сгорание. И бензин, и дизельное топливо имеют очень похожие стехиометрические отношения воздух-топливо (соотношение, при котором весь кислород и топливо используются полностью, около 14. 5-15: 1), но у них очень разные диапазоны, в которых они могут работать.

В случае углеводородов, входящих в состав бензина, сгорание возможно в диапазоне отношения воздух-топливо от 6: 1 до 25: 1. Большинство бензиновых двигателей будет поддерживать это соотношение в пределах от 12: 1 до 18: 1 (турбины иногда будут немного ниже), поскольку это диапазон, в котором можно найти наибольшую мощность, а также наиболее эффективное сгорание.

Дизельные двигатели

, напротив, работают с гораздо более высокими передаточными числами, обычно с соотношением воздух-топливо от 18: 1 до 70: 1.Звучит странно, но это связано с тем, как смешиваются воздух и топливо. В бензиновом двигателе воздух и топливо обычно хорошо перемешиваются перед воспламенением искры. В дизелях (с прямым впрыском) есть очаги горючих смесей, а затем участки слишком богатые или слишком бедные. Возгорание происходит везде, где есть карманы с приемлемым соотношением воздух-топливо.

4.Торможение двигателем

Когда вы отпускаете педаль акселератора в транспортном средстве, которое находится на передаче, двигатель теперь замедляет автомобиль — это торможение двигателем. Для бензиновых двигателей этот процесс довольно прост, потому что, когда вы отпускаете педаль акселератора, корпус дроссельной заслонки закрывается, создавая вакуум между корпусом дроссельной заслонки и цилиндрами.Этот вакуум (в результате такта впуска) помогает замедлить автомобиль, а также снижает эффективность трансмиссии (трение).

Однако в дизельном двигателе, поскольку нет корпуса дроссельной заслонки, торможение двигателем не может осуществляться путем создания разрежения во впускном канале. Важно понимать, что почти вся энергия, используемая для сжатия воздуха во время такта сжатия, возвращается обратно в трансмиссию во время рабочего такта (воздух сжимается, а затем разжимается с небольшими потерями энергии).

Если вы не можете тормозить с помощью дроссельной заслонки, а ход сжатия не замедляет автомобиль, как работает торможение двигателем в дизеле? Решение на самом деле очень простое и очень умное. Когда цилиндр находится около верхней мертвой точки во время такта сжатия, выпускной клапан открывается, чтобы позволить этому сжатому воздуху выйти. Теперь, когда энергия не возвращается к кривошипу, сила сжатия может использоваться для замедления транспортного средства. Причина, по которой торможение двигателем в дизельных двигателях настолько слышно, заключается в том, что вы слышите, как сжатый воздух выходит из выхлопной трубы.

Щелкните здесь, чтобы получить дополнительные сведения от Engineering Explained!

Почему не все дизельные двигатели имеют дроссельные заслонки?

Сюда. .

Почему в тяжелых транспортных средствах почти всегда используются дизельные двигатели?

Кто-то написал; «Я могу получить бесчисленные Нм крутящего момента от двигателя мотоцикла и большого передаточного числа, но они не используют их в тяжелых транспортных средствах.Так что только крутящий момент — это не выход ».

В ответ; да, я могу понять, как вы могли прийти к такому выводу, поскольку я люблю / езжу на велосипедах, а также имею один с турбонаддувом и большим крутящим моментом.

Тем не менее, попросту говоря, производство крутящего момента с высокой прочностью и низким коэффициентом трения (последние два в основном связаны с низкими оборотами двигателя и использованием подходов к проектированию силовых агрегатов для тяжелых условий эксплуатации) действительно является основной причиной использования дизельных двигателей. Экстраполируя это, а также ваш предыдущий отзыв о мотоциклах; Если вы посмотрите на двигатели мотоциклов сравнимого размера / цилиндров с двигателями небольших автомобилей аналогичной мощности, вы увидите, что производители автомобилей часто все же решают внести серьезные изменения в конструкцию своих трансмиссий, а не просто использовать тот же подход к проектированию двигателей.

Итак, очевидно, что существуют разные соображения, и они сводятся к тому, как крутящий момент проявляется и передается различными конфигурациями двигателей и производителями.

Эти конструктивные изменения связаны с тем, что двигатель легкового автомобиля (и особенно грузовика) должен обеспечивать больший крутящий момент и, если возможно, больше, если это возможно, в более низком диапазоне оборотов; чтобы обеспечить необходимую тягу для всего (изменяющегося) веса, который сам автомобиль всегда имеет и может нести.

Мотоциклы

, с другой стороны, не обладают таким большим потенциалом изменения веса (как автомобили), и поэтому их двигатели не нуждаются в одних и тех же конструктивных ограничениях / спецификациях; отсюда их акцент на высоких скоростях вращения, малом весе, высоком объемном КПД и мощности, а не на крутящем моменте.

Кроме того, мотоциклы также в основном (продаются на них) являются машинами, ориентированными на производительность, и в любом случае (особенно для мотоциклов с объемом двигателя менее 1000 куб. См) это означает, что они обычно должны вращать свои коленчатые валы на достаточно высоких скоростях, чтобы производят значительный крутящий момент и мощность. Это означает (помимо прочего), что конструкции двигателей мотоциклов — в отличие от легковых автомобилей с малым двигателем — не должны идти на компромисс с высокими оборотами коленчатого вала для низкого крутящего момента; как и большинство автомобильных двигателей, разработанных — как указано выше — так как эти автомобильные двигатели просто не будут иметь сравнительно высокие обороты, даже если в противном случае двигатель такой же мощности мог бы быть легко разработан (на мотоцикле). Итак, у нас есть тенденция проектирования двигателей для транспортных средств (которые рассчитаны на различный вес), которая гласит: больше * постоянное / высокое значение крутящего момента в большем диапазоне оборотов, предпочтительно начиная с минимально возможного в этом диапазоне оборотов, и с эффективностью, надежностью и экономичностью, если это возможно.

Мотоциклетные двигатели

выходят из строя по первой * спецификации, и поэтому они никогда не могут этого сделать по причинам, указанным выше, а также по другим причинам, а также потому, что крутящий момент является продуктом не только процесса сгорания и его результирующих сил, но и потому, что он является продуктом двигатели вращающиеся / возвратно-поступательные; инерционный момент.И мотоциклы (особенно вращающиеся компоненты их двигателей) обычно довольно легкие — ни в коей мере не для достижения высоких оборотов, которые им необходимы.

Следовательно, двигатель / конструкция мотоцикла не только не может обеспечить значимые значения (инерционного и составного) крутящего момента там, где он необходим для выполнения задач тяжелых транспортных средств, но и создаваемый им крутящий момент в значительной степени зависит от силы сгорания, и как таковой (даже с учетом современных подходов к проектированию коробки передач) все еще слишком чувствителен к изменениям веса и подъема / уклона транспортного средства для выполнения требуемых задач.

Это конструктивное ограничение и проблема (связанная с применением двигателей мотоциклов к тяжелым транспортным средствам) в значительной степени и наиболее очевидно проявляется как проблема диаметра отверстия, хода, обратного веса и ширины полосы крутящего момента.

Попробуйте ездить на мотоцикле по городу, особенно если он холмистый, с прикрепленным к нему пассажирским и / или (особенно) мотоциклетным прицепом, и вы не только увидите, насколько непрактично захватывать 4K / об / мин — 5K / об / мин каждый раз, когда вы хотите взлететь, даже на действительно мощном мотоцикле — но вы также увидите, как долго ваше сцепление прослужит и перестает пахнуть.

Тем не менее (в лучшем / по крайней мере) одни и те же соображения смещения веса — это именно то, что автомобили должны постоянно и надежно выдерживать; не говоря уже о грузовиках. Все это возвращает нас к моим предыдущим комментариям о тяжелых транспортных средствах, дизельных двигателях и крутящем моменте; поскольку они достаточно хорошо обеспечивают высокие значения крутящего момента на низких оборотах двигателя в широком диапазоне оборотов, и они делают это также достаточно надежно. Помимо тепла, шума и выхлопа; двигатели всегда производят только крутящий момент и мощность в лошадиных силах, и последнее является функцией первых.

Надежный и экономичный крутящий момент — это главное, поэтому были изобретены дизели, и именно поэтому они в основном используются сегодня в тяжелых транспортных средствах.

Ура,

Джим.

Дизель с предварительной заслонкой и дроссельной заслонкой

Дизель Предварительная заслонка:

• Предназначен для дизельных двигателей, используется для увеличения разрежения в выпускном коллекторе и увеличения расхода системы рециркуляции ОГ
• Помогает избежать «стряхивания»
• Помогает регенерировать каталитические нейтрализаторы за счет увеличения количества выхлопных газов в двигателе

Корпус дроссельной заслонки:

• Ключевой элемент управления соотношением воздух / топливо в бензиновых двигателях
• Регулирует количество воздуха, поступающего в камеру сгорания двигателя.

Устранение неисправностей

• Плохое ускорение
• Потеря мощности двигателя
• Автомобиль выходит в аварийный режим
  

• Возможные причины выхода из строя:
  • Повреждение регулирующего дросселя, в результате чего клапан заедает
  • Загрязнения накапливаются на клапане, вызывая закупорку основного дыхательного пути

Тестирование:

Хотя проверить корпус дроссельной заслонки / предварительную заслонку дизельного двигателя сложно, есть несколько промежуточных шагов, которые можно предпринять перед использованием сканирующего прибора.

1. Проверьте все предохранители, подключенные к детали. Если предохранитель перегорел, его необходимо заменить. В случае неисправности убедитесь, что у нового предохранителя не более высокий номинал предохранителя, чем у предыдущего предохранителя.
2. Затем убедитесь, что вся подключенная проводка надежна и не повреждена. На этом этапе вы можете проверить наличие электрического тока с помощью вольтметра. Если ток отсутствует, это говорит о том, что проблемой будут жгуты проводов, поскольку деталь получает питание для срабатывания, когда она получает сигнал от БД.
3. После проверки проверьте шланг, подсоединенный к детали. Если есть трещины или слабые уплотнения, это повлияет на воздушный поток, поступающий в деталь. Если есть утечки, это само по себе может привести к тем же симптомам, что и неисправный корпус дроссельной заслонки / предварительная заслонка.
4. Последняя проверка — осмотр самой детали. Если внутренние стены кажутся маслянистыми или обугленными, это ограничит поток воздуха. В случае обугливания деталь необходимо заменить. Очистка детали не рекомендуется, так как это повредит уплотнение и повлияет на скорость потока.

Другие компоненты, которые необходимо проверить:

• Клапан рециркуляции ОГ — неисправный клапан рециркуляции ОГ может привести к непостоянной скорости потока в корпусе дроссельной заслонки
• Клапан управления холостым ходом — на старых автомобилях неисправный клапан может привести к нерегулярной работе на холостом ходу
• Электромагнитный клапан — в случае неисправности он может не привести в действие компоненты с пневматическим управлением, такие как клапан рециркуляции ОГ
.

Коды общих ошибок

• P0505 Неисправность системы управления холостым ходом

Общие проблемы: отключите воздушный поток

Эта статья впервые появилась в номере за июль 2017 года.

Если честно, я подумал, что потребуется немного больше времени, чтобы добраться до такой конкретной проблемы в этой ежемесячной статье. В конце концов, это называется «Общие проблемы». Не то чтобы в этом месяце тема редко встречалась. Это всего лишь одно приложение, имеющее довольно специфическое приложение, о котором вы, возможно, не сразу придумаете. Без лишних слов, в чем дело с дроссельной заслонкой на 6,7-литровом Cummins?

Дроссельная заслонка находится между впускным рожком и остальной частью системы рециркуляции выхлопных газов грузовика.Когда компьютер хочет рециркулировать выхлопные газы обратно через систему рециркуляции отработавших газов, он закрывает дроссельную заслонку, чтобы выпустить часть воздуха через клапан рециркуляции отработавших газов. Как вы могли догадаться, это заставляет ваш двигатель работать значительно хуже, чем обычно. В конце концов, вы бы предпочли дышать свежим чистым воздухом или кучей туманного, пропитанного сажей воздуха? Ваш двигатель чувствует то же самое!

Только гонка

Следует сразу сказать, что это огромная ответственность для гоночных грузовиков, которые выполняют гораздо больше работы за меньшее время, чем грузовики, разрешенные для использования на улицах.Именно по этой причине компания Sinister Diesel разработала комплект для удаления дроссельной заслонки для двигателей Cummins объемом 6,7 л. Есть еще одна проблема со штатным дроссельным клапаном. Поскольку через него проходит очень много выхлопных газов, содержащих сажу, они могут забиться отложениями сажи. Это само по себе достаточно плохо, но особенность здесь в том, что эти отложения могут привести к тому, что «дроссельная заслонка» застрянет в закрытом положении. Это означает, что даже если он должен быть открытым и нормально пропускать воздух, это не так.

Еще один отказ от ответственности: этот комплект предназначен исключительно для внедорожного, а не уличного использования. Это часть системы рециркуляции отработавших газов, которая, очевидно, является частью системы выбросов. Возиться с этим на уличных грузовиках — плохая новость. Sinister объясняет, как работает комплект для удаления дроссельной заслонки. «Когда система рециркуляции отработавших газов удалена, альтернативного источника всасываемого воздуха при закрытии дроссельной заслонки нет. Чтобы обойти это, работа дроссельной заслонки обычно полностью закодирована для большинства настроек без EGR, а сам привод остается отключенным.Иногда дроссельная заслонка может непреднамеренно переместиться в положение полностью или частично закрытого положения, что приводит к прекращению подачи воздуха в ваш Cummins и его удушению. Это может привести к потере мощности, полной остановке двигателя или даже к катастрофическим повреждениям, если это произойдет на более высоких оборотах. Стандартный дроссельный клапан Cummins объемом 6,7 л, даже когда он открыт и отключен от сети, препятствует плавному прохождению воздуха через воздухозаборник ».

Простой подход

Установить новую дроссельную заслонку несложно.Стандартный клапан относительно открыт, поэтому вам не нужно копаться в моторном отсеке, чтобы получить к нему доступ. Просто снимите зажим для шланга снизу и выверните четыре болта, и все готово. Новый клапан представляет собой буквально короткую металлическую трубку, которая перекрывает зазор между воздушным рожком и остальной частью выхлопной системы. Вы снова прикручиваете его, подсоединяете хомут для шланга, и все готово.

Однако остается последний шаг. Чтобы грузовик работал, не пугаясь и не закидывая вас кодами, необходимо установить новый тюнинг.Поскольку очень многое изменилось в системе выбросов (у вас больше нет EGR), вы будете постоянно светиться, если не обновите настройки. И еще одно последнее замечание: это обновление действительно мало что изменит для стандартного движка. Он разработан, чтобы максимально раскрыть потенциал сильно модифицированного двигателя. Это не значит, что вам следует расстраиваться; просто знайте, во что вы ввязываетесь, если решите прыгнуть.

Источники

Sinister Diesel

888-966-6543

www.sinisterdiesel.com

Системы и компоненты системы рециркуляции ОГ

Системы и компоненты системы рециркуляции ОГ

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Системы рециркуляции отработавших газов были коммерциализированы как метод снижения выбросов NOx для широкого диапазона дизельных двигателей, от дизельных двигателей для легких, средних и тяжелых условий эксплуатации до двухтактных тихоходных судовых двигателей.При проектировании систем рециркуляции выхлопных газов необходимо учитывать ряд факторов, включая накопление отложений, загрязняющие вещества, моторное масло, упаковку системы и многое другое. Основными компонентами систем рециркуляции ОГ являются клапаны рециркуляции ОГ и охладители рециркуляции ОГ.

Коммерческие системы рециркуляции отработавших газов

Обзор

Рециркуляция выхлопных газов (EGR) — это метод контроля выбросов NOx, применимый к широкому спектру дизельных двигателей, от дизельных двигателей легкой, средней и большой мощности до двухтактных низкооборотных судовых двигателей.Системы рециркуляции отработавших газов также используются во многих категориях двигателей с циклом Отто, где преимущества могут варьироваться от повышения эффективности (снижение расхода топлива) до снижения проскока метана в низкооборотных двухтопливных двигателях.

Конфигурация системы рециркуляции отработавших газов зависит от требуемой скорости рециркуляции отработавших газов и других требований конкретного приложения. Большинство систем рециркуляции отработавших газов включают в себя следующие основные аппаратные компоненты:

• Один или несколько регулирующих клапанов системы рециркуляции ОГ
• Один или несколько охладителей системы рециркуляции ОГ
• Трубопроводы, фланцы и прокладки

В различных типах систем возможен ряд других специализированных компонентов. Общие примеры включают смесители, использующие сопло Вентури (смеситель Вентури или насос Вентури ) и насосы EGR, также называемые нагнетателями EGR, которые приводятся в действие электродвигателем или механически соединены с двигателем.

Двигатели для тяжелых условий эксплуатации

Система рециркуляции отработавших газов для DDC серии 60, рис. 1, является примером систем, применяемых во многих двигателях большой мощности в Северной Америке в 2002 модельном году и позже. Система рециркуляции отработавших газов представляет собой систему контура высокого давления (HPL), в которой часть выхлопных газов отбирается перед турбонагнетателем.Турбокомпрессор с изменяемой геометрией, помимо прочего, обеспечивает положительную разницу давлений между выпускным и впускным коллекторами для обеспечения адекватного потока системы рециркуляции отработавших газов, когда это необходимо. Затем рециркуляция отработавших газов проходит через охладитель рециркуляции отработавших газов, в который поступает вода из водяной рубашки двигателя. Из охладителя рециркуляция отработавших газов проходит через трубу рециркуляции отработавших газов на другую сторону двигателя к расходомеру типа Вентури, который обеспечивает сигнал обратной связи для контроля скорости рециркуляции отработавших газов. Регулирующий клапан системы рециркуляции отработавших газов, расположенный непосредственно перед корпусом смесителя, отвечает за управление скоростью рециркуляции отработавших газов.Затем EGR поступает во впускной коллектор, где смешивается с охлажденным наддувочным воздухом перед тем, как попасть в двигатель. Деталь клапана рециркуляции ОГ на рисунке 1 также показывает пластину нагревателя рециркуляции ОГ, предназначенную для использования при низких температурах окружающей среды. Пластина нагревателя нагревает рециркуляцию отработавших газов, проходящую через клапан, чтобы предотвратить образование льда в корпусе смесителя.

Рисунок 1 . Detroit Diesel Corporation US EPA 2007 Series 60, оснащенная охлаждаемой системой рециркуляции выхлопных газов HPL

Ряд изменений произошел в этой системе рециркуляции отработавших газов с момента ее введения в 2002 году. Более старые версии этого двигателя (US EPA 2002/2004) имели клапан системы рециркуляции отработавших газов, расположенный на впускной стороне охладителя системы рециркуляции отработавших газов. В ранних версиях использовался клапан с пневматическим приводом, который был заменен клапаном с гидравлическим приводом, и, наконец, клапан с электрическим приводом, показанный на рисунке 1. В некоторых версиях также использовались отводы давления перед и после регулирующего клапана рециркуляции отработавших газов для контроля перепада давления на клапане для Обратная связь по скорости рециркуляции отработавших газов вместо расходомера типа Вентури. К 2008 году расходомер Вентури был полностью удален.

Другим примером охлаждаемой системы рециркуляции выхлопных газов для двигателей большой мощности является система Scania Euro IV, показанная на рисунке 2. Выхлоп перед турбиной (HPL) направляется через регулирующий клапан рециркуляции ОГ и охладитель рециркуляции ОГ во впускную систему двигателя. Вода в рубашке двигателя также используется в качестве охлаждающей среды в охладителе системы рециркуляции ОГ. Как правило, систему рециркуляции ОГ можно охлаждать охлаждающей жидкостью двигателя, окружающим воздухом или низкотемпературной жидкостью.

Рисунок 2 . Система EGR с одноступенчатым охлаждением для двигателей Scania Euro IV

(Источник: Scania)

Двигатели малой мощности

Применение системы рециркуляции выхлопных газов не ограничивается двигателями большой мощности, но также распространяется и на двигатели легких транспортных средств.На рис. 3 схематически представлена ​​система рециркуляции выхлопных газов легкового автомобиля от двигателя Audi 3,3 л V8 TDI Euro 3, представленного в 1999 г. [1132] .

Рисунок 3 . Схематическое изображение системы EGR / впускной дроссельной заслонки высокоскоростного легкового автомобиля для применения в стандарте Euro 3

Двигатель Audi 3,3 л V8 TDI

Система рециркуляции отработавших газов представляет собой контур высокого давления с охлаждаемой системой рециркуляции отработавших газов. Часть выхлопных газов направляется через регулирующий клапан системы рециркуляции отработавших газов и поступает в охладитель системы рециркуляции отработавших газов.Из охладителя EGR поступает в узел дроссельной заслонки, где он смешивается с отфильтрованным свежим воздухом для горения под высоким давлением, который был охлажден промежуточным охладителем, чтобы восстановить часть его плотности. Затем смесь воздуха и EGR попадает в двигатель через впускной коллектор. Хотя двигатель оснащен турбонагнетателем с изменяемой геометрией (VTG), который может создавать более высокое давление в выпускном коллекторе, чем давление на впуске, для управления системой рециркуляции отработавших газов, впускной дроссель используется в некоторых условиях, когда невозможно создать достаточный дифференциал с помощью VTG.Эта система очень похожа на системы рециркуляции отработавших газов, используемые в других приложениях стандарта Euro 3, а также EPA Tier 1 и Tier 2 Bin 10.

В начале 2000-х годов существовало некоторое мнение, что будущие двигатели с более высокой скоростью рециркуляции отработавших газов потребуют какой-либо формы насоса рециркуляции отработавших газов для достижения требуемых выбросов NOx при выходе из двигателя, требуемых будущими стандартами на выбросы. Система рециркуляции выхлопных газов высокого давления, обеспечивающая такие высокие показатели рециркуляции выхлопных газов, приведет к неприемлемой экономии топлива. Однако вместо насоса во многих из этих систем использовалась гибридная конфигурация, подобная той, которая проиллюстрирована на Рисунке 4 для 2.Двигатель Volkswagen TDI объемом 0 л, представленный в Северной Америке для приложений Tier 2 Bin 5 Агентства по охране окружающей среды 2009 модельного года. Система рециркуляции отработавших газов высокого давления управляется клапаном рециркуляции ОГ высокого давления и положением лопастей турбонагнетателя. HPL EGR используется при более низких оборотах двигателя и более низких нагрузках. При более высоких нагрузках и оборотах двигателя подача EGR переключается на систему LPL EGR. Хотя это и не показано, LPL системы рециркуляции ОГ на Рисунке 4 включает в себя фильтр рециркуляции ОГ (Рисунок 28).

Рисунок 4 . Гибридная система рециркуляции отработавших газов для дизельного топлива Tier 2 Bin 5 Агентства по охране окружающей среды США

VW 2.Двигатель 0 л TDI. Положение клапанов 1, 2 и 3 типично для работы системы рециркуляции ОГ на НД при высоких оборотах и ​​нагрузках. При низких оборотах двигателя и нагрузках клапан 3 полностью закрыт, а клапаны 1 и 2 открыты, чтобы обеспечить работу системы рециркуляции выхлопных газов высокого давления.

Асимметричная система турбонаддува Daimler показана на рисунке 5. Система рециркуляции отработавших газов высокого давления подается на все 6 цилиндров только из 3 цилиндров. Турбина турбонагнетателя с фиксированной геометрией представляет собой конструкцию с двумя спиралями, но спираль для цилиндра, подающего систему рециркуляции отработавших газов, имеет меньшую площадь поперечного сечения, что позволяет этим цилиндрам создавать более высокое противодавление и обеспечивать адекватный поток рециркуляции отработавших газов в более широком диапазоне рабочих условий было бы возможно с турбиной с фиксированной геометрией и одинаковыми размерами спиралей.Такой подход позволяет избежать использования турбины с изменяемой геометрией. Другая, более крупная спираль может быть оптимизирована для продувки других трех цилиндров [3934] .

Рисунок 5 . Асимметричная система турбонаддува Daimler

Двухтактные низкооборотные дизельные двигатели

Для низкооборотных двухтактных судовых двигателей, предназначенных для сжигания мазута (HFO), система рециркуляции отработавших газов может стать довольно сложной из-за необходимости очищать рециркулируемый выхлопной газ от вредных металлов и серы и необходимости поддерживать выхлопной коллектор. давление ниже, чем во впускном коллекторе, чтобы обеспечить продувку цилиндра.На рисунке 6 показана одна такая система, разработанная для модифицированного приложения [2466] .

Рисунок 6 . Система рециркуляции отработавших газов для низкоскоростного двухтактного морского оборудования, сжигающего высокосернистое HFO

(Источник: MAN Diesel & Turbo)

Основными компонентами являются: скруббер, охладитель, уловитель водяного тумана, нагнетатель, запорный клапан, переключающий клапан, водоочистная установка (WTP), состоящая в основном из буферного резервуара, системы дозирования NaOH и блока очистки воды. Система управления контролирует количество рециркуляции отработавших газов, давление продувочного воздуха, дозирование NaOH, циркуляцию воды в скруббере и сброс воды из скруббера.

Очистку можно проводить морской или пресной водой. При очистке морской водой, которая является основным режимом работы, морская вода проходит через скруббер один раз и сбрасывается в море. Для главного силового двигателя мощностью 20 МВт необходимо перекачивать не более 900 м ³ / ч морской воды, что составляет около 1% максимального расхода топлива.

При очистке пресной водой, используемой в местах, где не допускается сброс, около 99% промывной воды рециркулирует. Когда пресная вода проходит через скруббер, она становится кислой из-за серы в выхлопных газах.Система дозирования NaOH используется для нейтрализации этой кислоты. Буферный бак обеспечивает постоянный поток воды в скруббер. Устройство очистки воды (WCU) используется для удаления твердых частиц, которые становятся взвешенными в воде скруббера. Твердые частицы сбрасываются в виде концентрированного ила в отстойник на судне. WCU предназначен для очистки скрубберной воды до такой степени, что ее можно сбрасывать в открытое море в соответствии с критериями сброса скрубберной воды IMO.

Максимальный поток пресной воды через скруббер составляет 200 м ³ / ч при MCR (максимальная непрерывная производительность). Поскольку это составляет лишь около одной пятой потока, необходимого для очистки морской водой, это приведет к снижению расхода топлива. Однако для нейтрализации кислой промывной воды требуется NaOH. При работе на HFO с содержанием серы 3% потребуется максимальное потребление NaOH примерно 10-12 кг / МВтч. Поскольку очистка пресной водой используется только во время гавани или прибрежного плавания, мощность главного двигателя будет низкой, а время плавания будет коротким, что еще больше снизит потребление NaOH.Типичное прибытие в порт составляет максимум два часа и мощность двигателя 2-3 МВт, что дает общее потребление около 50 кг NaOH.

Для систем, предназначенных для судового топлива, содержащего менее 0,5% серы, для нейтрализации серной кислоты по-прежнему требуется буферизация, но очистка воды и удаление шлама — это не [4066] .

###

Влияние дроссельной заслонки на впуске дизельного двигателя и процесса позднего последующего впрыска на повышение температуры в катализаторе окисления дизельного топлива

Влияние дроссельной заслонки на впуске дизельного двигателя и процесса позднего последующего впрыска на повышение температуры в катализаторе окисления дизельного топлива

• Ке Сун , Да Ли , Хао Лю , Шужань Бай ^*

Школа энергетики и энергетики, Шаньдунский университет, Цзинань, 250061, Китай
* Автор для переписки: Шужан Бай.Эл. Почта:
(Эта статья относится к этому специальному выпуску: высокоскоростные и высокотемпературные потоки)

Поступила в редакцию 04.01.2020 г .; Принято 10 марта 2020 г .; Опубликован выпуск 25.05.2020

Аннотация

Для эффективной реализации DPF (дизельных сажевых фильтров) контроль регенерации, терморегулирование выхлопных газов до и внутри Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) необходим.В настоящем исследовании влияние впускного дроссельного клапана и поздний пост-впрыск при повышении температуры внутри DOC анализируется с помощью стендовых испытаний двигателя. Устойчивые результаты эксперимента показать, что регулировка впускного дроссельного клапана может эффективно увеличить выхлоп температура до DOC; в частности, при открытии впускной дроссельной заслонки на 20%, температура перед повышением DOC примерно на 170 ° C по отношению к полной открытие. Увеличение количества позднего последующего впрыска может привести к значительному повышение температуры внутри DOC, однако его влияние на температуру выхлопных газов перед DOC относительно ограничено.По мере увеличения количества позднего дополнительного впрыска, Выбросы углеводородов (УВ) также растут; в настоящей работе показано, что при правильное количество впрыска, значительное повышение температуры внутри DOC может быть получен при относительно низком уровне выбросов углеводородов. В частности, с впускной дроссельный клапан на 30% и DOC достигает температуры воспламенения в конце количество пост-впрыска увеличивается, температура выхлопных газов после DOC может быть температура превышает 550 ° C, что подходит для активной регенерации DPF.

Ключевые слова

Управление температурным режимом выхлопных газов; дизельный двигатель; DOC; впускной дроссель; поздний пост инъекций

Цитируйте эту статью

Сан, К., Ли, Д., Лю, Х., Бай, С. (2020). Влияние дроссельной заслонки на впуске дизельного двигателя и процесса позднего последующего впрыска на повышение температуры в катализаторе окисления дизельного топлива. FDMP-Гидродинамика и обработка материалов, 16 (3) , 573–584.

Стратегия управления дросселированием впуска, основанная на температуре активной регенерации сажевого фильтра для дизельного топлива

Дизельные двигатели широко применяются в области транспорта и производства из-за лучших показателей мощности и экономии топлива. Однако дизельный двигатель выделяет огромное количество твердых частиц (ТЧ), которые представляют большую угрозу для здоровья человека и окружающей среды.Поскольку нормы выбросов постепенно ужесточаются, необходимо строго контролировать выбросы твердых частиц из дизельного топлива с помощью возможной технологии последующей обработки. Дизельный сажевый фильтр (DPF) считается наиболее эффективным средством снижения выбросов твердых частиц из дизельного топлива. Ядром регенерации DPF является контроль температуры на входе DPF. Регенерация DPF в основном делится на активную и пассивную регенерацию, температура регенерации в основном контролируется стратегией управления воздухом и впрыском для активной регенерации.Управление воздухом в основном осуществляется путем изменения впускного дроссельного клапана для управления потоком всасываемого воздуха, а затем контроля температуры выхлопных газов, что важно для соответствия и улучшения низкотемпературных характеристик системы последующей обработки, но изменение потока всасываемого воздуха неизбежно влияют на характеристики двигателя. Таким образом, необходимо тщательно изучить стратегию управления воздушным потоком. Чтобы получить стратегию управления дросселированием впуска, основанную на температуре активной регенерации сажевого фильтра во всей рабочей зоне дизельного двигателя, были разработаны три типичных рабочих условия, включая низкоскоростную легкую нагрузку (рабочее состояние A: 1250 об / мин 25% нагрузки) , среднескоростная средняя нагрузка (рабочее состояние B: 2000 об / мин, 40% нагрузка) и высокоскоростная большая нагрузка (рабочее состояние C: 3000 об / мин, 70% нагрузка), а также влияние открытия впускного дросселя на насосные потери, Изучены тепловое состояние выхлопных газов, сгорание в цилиндрах и характеристики выбросов дизельного двигателя.Результаты экспериментов показали, что эффект дросселирования усиливался, поток всасываемого воздуха постепенно уменьшался в различных рабочих условиях с увеличением открытия дроссельной заслонки, что приводило к ухудшению сгорания в цилиндре, уменьшению максимального давления сгорания, увеличение выбросов BSFC, CO, NOX и дыма.